气相色谱在动物医学方面的应用

摘 要    色谱分析法是近代分析化学中发展最为迅速的技术之一，目前已有多种类型的色谱分析法，同时亦有多种分类方法。气相色谱法在各个领域都有广泛的应用，比如在环境方面对一些农药、水样中芳香烃、水中梯形态等的成分分析，在石油、化工、医药等的分析应用。本文主要简述气相色谱法在动物医学方面的应用。

关键词    气相色谱 动物   检测

1、气相色谱法简介

气相色谱法（Gas chromatography，GC）也称色层法、层析法，是以气提作为流动相对混合组分进行分离分析的一种色谱方法。此法特别适用于分子量小于300，加热有一定挥发性物质的分析。

1906年，俄国植物学家茨维特（M.S.Tswett）将叶绿素提取液倾入装有碳酸钙微粒的玻璃柱中，继而以石油醚淋洗柱子，结果使不同的色素在柱中得到分离而形成不同颜色的谱带，色谱法由此得名。柱内的填充物称为固定相，沿柱流动的液体称为流动相。色谱法正是利用不同物质在固定相与流动相之间分配能力的不同，经过反复的分配，实现了多组混合物的分离。小木虫学术博客,Z5V_7t k
2、气相色谱系统的基本组成

2.1气源

常用的有N₂、H₂、Air、Ar、He等高压气体钢瓶，也可采用氢气发生氮气发生器、无油空气泵。小木虫学术博客6{[1]O'Yc S4@ _@

2.2气路控制系统

由开关阀、稳定阀、针形（调节）阀、切换阀和气阻、压力表、流量计等组成。

2.c%n W-B c1q@03进样系统

即汽化室，可以根据不同的分析要求，装置不同的进样器内衬。对于气体样品，{zh0}采用六通阀定体积进样，可获好的重复性，对液体样品，一般采用微量注射器进样，对固体样品，多用裂解器或脉冲炉配合。小木虫学术博客9] _"m&L ?"N:M%R

2.4色谱分离系统

色谱柱是解决样品组份分离的关键，有填充柱和毛细柱二大类，根据不同的分析要求来具体配置。小木虫学术博客,z {:R [ W%M*C ~Z n

2.5检测器

是将样品中的化学组份转化为电讯号，灵敏度和稳定性是关系到整个仪器性能的心脏部件，常用有TCD、FID、ECD、FPD、NPD。

2.[1]K.YEq(O8tZ-hf06色谱工作站

记录系统的一个重要组成成分。

2.;M'u8O U4vh7I5s0b07温度控制器

有恒温控制和程序升温控制二种方式。

2.f w _P:Z ]08检测器电路

每种类型检测器都必须配置一个控制和测量的电路，从而实现非电量转换。例如，配合高灵敏度TCD，就要配置一个热导池恒流电源，对FID就需配置一个微电流发大器。

3、气相色谱法（GC） 技术原理

   色谱法的本质在于色谱柱高选择性的高效分离作用与高灵敏度检测技术的结合。在色谱分析过程中，同时进入色谱柱的各组分，由于在流动相和固定相之间溶解、吸附、渗透或离子交换等作用的不同，随流动相在色谱柱中运行时，在两相间进行反复多次（103~106次）的分配过程，使得原来分配系数具有微小差别的各组分，产生了保留能力明显差异的效果，进而各组分在色谱柱中的移动速度就不同，经过一定长度的色谱柱后，彼此分离，按照先后次序从色谱柱中流出，进入信号检测器，在记录仪上或色谱数据处理机上显示出各组分的色谱行为和谱峰数值。基于上述原理所建立的分析方法称为色谱法。气相色谱法是流动相为气体的一类色谱分析法。

4、气相色谱法在动物医学反面的具体应用概述

4.1动物组织中莱克多巴胺残留的气相色谱-质谱法测定

β2-兴奋剂常见的有克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇等,克伦特罗俗称"瘦肉精".随着我国对克伦特罗监管力度的加大,克伦特罗的使用逐渐减少,其他β2-兴奋剂的使用逐渐增加.莱克多巴胺(ractopamine)是美国{zx1}研制出的一种β2-兴奋剂,1999年12月美国食品与药品管理局(FDA)批准莱克多巴胺可以使用在猪养殖,莱克多巴胺也是欧盟惟一允许使用的β2-兴奋剂.我国也有研制专利报道,莱克多巴胺正作为克伦特罗的替代品被广泛使用.但我国农业部、卫生部、国家药品监督管理局明文禁止莱克多巴胺用于动物养殖,目前我国还未统一监测莱克多巴胺的方法,因此建立莱克多巴胺的快速、准确的测定方法以适合市场监测十分必要.国内外对β2-兴奋剂测定的方法主要有:酶联免疫法、LC-MS法以及GC-MS法等[1,2],应永飞等[3,4]采用LC法测定饲料、动物组织中莱克多巴胺,Antignac等[5]采用LC-MS测定动物组织、尿样中莱克多巴胺。

4.2气相色谱2质谱联用法同时测定动物尿液中克伦特罗和沙丁胺醇

建立了尿液中克伦特罗和沙丁胺醇同时测定的GC - MS 方法。尿液在碱性条件下以异丁醇提取后, 用Waters Oasis MCX 小柱净化, 吹干后用BSTFA进行硅烷化衍生, 采用GC - EI - MS 法, 选择离子方式采集数据。结果表明, 克伦特罗和沙丁胺醇的线性范围为01002～1100 mgPL , 相关系数分别为019993 和019985 , 方法检出限可达015μgPL (SPN = 10) 。尿液中克伦特罗和沙丁胺醇的回收率分别为7519 %～8912 %和7316 %～8915 % , 相对标准偏差(RSD) 均不大于10 %。

4.3免疫亲和色谱2气相色谱/ 质谱法( IAC2GC/ MS) 检测猪肝中的沙丁胺醇与克伦特罗

制备出抗沙丁胺醇的抗血清,提取、纯化IgG制备免疫亲和色谱柱,针对沙丁胺醇与克伦特罗的动态柱容量分别为400 ng/ mL 基质和416 ng/ mL 基质。猪肝样品匀浆后用稀盐酸提取,经免疫亲和色谱柱纯化,再用GC/MS 检测,即为IAC2GC/ MS 法。对沙丁胺醇的检测限为0. 5 ng/ g ,定量限为2 ng/ g ,对克伦特罗的检测限为0. 8ng/ g ,定量限为2. 5 ng/ g。空白组织按照1 、5 、10 、20 ng/ g 的浓度添加xx,沙丁胺醇在空白肝中的添加回收率为78. 4 %～106. 9 % ,克伦特罗的添加回收率为77. 1 %～102. 9 %。

4.4海洋饵料动物脂肪酸的气相色谱分析

某些海洋饵料动物富含不饱和脂肪酸, 将其应用于水产养殖, 可提高鱼虾幼苗的成活率,增强幼体的体质, 因此对海洋饵料动物中脂肪酸组成和含量的研究不仅在海洋饵料动物的筛选和理论研究上, 而且在其应用开发上均有十分重要的意义。生产脂肪酸的测定可用气相色谱仪进行快速准确的定性及定量分析, 但样品的前处理却很复杂, 通常包括抽提、酯化、分离、甲酯化等几个步骤[ 1 ] , 而且所需的样品量较大, 一般提取后的总脂也需要10mg 以上, 对于原样品则需要100mg 干重以上[ 2- 3, 因而对于微量样品的测定就十分困难, 甚至是不可能。如果将海洋微藻中脂肪酸的气相色谱分析方法直接应用于海洋饵料动物中脂肪酸的测定, 不但简化了样品的前处理——抽提酯化一步化, 而样品量只需10mg 左右。

4.5气相色谱2质谱法检测动物肌肉组织中残留的甾类同化xx

建立了不同动物肌肉中甾类同化xx残留的气相色谱/质谱(GC /MS )检测方法。样品经酶解、组织捣碎和超声提取后,用叔丁基甲醚萃取和反相固相萃取柱净化,进一步衍生后进行GC /MS分析,分别测定雄xx(表睾酮( ETS) 、丙酸睾酮( PTS) 、192去甲基睾酮(17β2N T) 、甲基睾酮(MTS) )和雌xx(雌二醇( 17β2ES ) 、雌三醇( EST) 、炔雌醇( EES) 、雌酮( ESN ) 、苯甲酸雌二醇(B ES ) ) 。

4.6动物组织中192去甲睾酮残留量的气相色谱2质谱检测

动物组织在缓冲溶液中酶解,用甲醇提取,正己烷去脂,提取液经SPE2C18小柱净化,衍生化反应后在气相色谱2质谱仪( GC/ MS) 上以选择离子的方式进行定性定量分析。回收率为82 %～93 % ,变异系数< 10 % ,{zd1}定量检出限为1. 0μg ·kg - 1 。该方法高效、准确、灵敏,并满足食品中兽药检测要求。

5、色谱技术在中药质量控制中的应用进展

气相色谱法多用于中药中挥发性成分如蒎烯、龙脑、芳樟醇、柠檬烯的测定、也有经衍生化反应后用于分析中药的其他成分如生物碱类、脂肪类、内酯类、酚类、糖类、动物类xx等，有关GC控制中成药制剂的质量已有综述。GC已用于名贵药材麝香及其制剂的质量控制，鱼油、薏苡仁油等脂肪酸的分析，广藿香中百秋李醇的含量等。随着毛细管气相色谱的发展及气一质联用(GC-MS或GC-MSD)气一红联用(GC-FTIR)技术应用，不仅拓宽了气相色谱技术的应用范围，另一方面通过图谱得到更多信息,如西洋参中挥发油化学成分的GC-MS分析，八角超临界萃取物化学成分的GC-MS研究［25］等，再有结合计算机技术如模式识别用于中药材和中成药的真伪鉴别及质量控制。中国药典95年版一部采用GC法测定含量的仅有3种，而有挥发性成分的中药有24个品种采用挥发油总量测定，因此如何用GC法控制挥发油的内在质量又是一大课题。

6、结论

气相色谱是以惰性气体作为流动相，利用式样中个组分在色谱柱中的气相和固定相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次（103-106）的分配（吸附－脱附－放出）由于固定相对各种组分的吸附能力不同（即保存作用不同）,因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰 。
试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间曲线或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，从而确定各生物组分。

气相色谱法对动物医学的发展有着重大意义，对畜群健康、饲料卫生标准的确定起着重要作用。相信不久的将来，气相色谱法在化工、生物学的应用将越来越广。

参考文献

[1] 　Smith D J . The pharmacokinetics , metabolism , andtissue residues of β2adrenergic agonist s in livestock [J] . J Anim Sci ,1998 ,76 :173～194.

[2] 　王建平,沈建忠. 猪肝和猪尿中沙丁胺醇和克伦特罗残留的酶联免疫吸附检测法研究 . 畜牧兽医学报,2005 ,36 (4) :397～401.

[3]   郑爱榕，李文权，陈清花，曹文清. 海洋饵料动物脂肪酸的气相色谱分析 . 厦门大学海洋系, 厦门361005. 2000

[4]    陈　捷, 秦燕, 张美金 . 气相色谱2质谱法检测动物肌肉组织中残留的甾类同化xx . 广州出入境检验检疫局食品检测中心, 广东广州510623

[5] 　J ansen E H J M, van G inke lL A, van den B e rg R H, S tep ha2

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[6]   林新花. 仪器分析 . 广州：华南理工大学出版社，2002